一、图谱

在Spring-Cloud-Gateway之请求处理流程中最终网关是将请求交给过滤器链表进行处理。
核心接口：GatewayFilter（网关过滤器），GlobalFilter（全局过滤器），GatewayFilterChain（过滤器链）。
类关联图：

二、为什么使用网关过滤器

现在流行的微服务，整个项目包含很多个服务，如果没有网关这层，那么我们通过什么方式来限制访问呢？难道在每个服务都建立一套验证，这样代码就看的非常冗余，因此网关的出现解决了这点，只需要在gateway上建立一套验证就可以对整个服务进行使用。感觉有点像计算机网络中的7层协议一样。

三、Filter

生命周期

Spring Cloud Gateway 的 Filter 的生命周期有两个：“pre” 和 “post”。
“pre”：请求被执行前调用
“post”：被执行后调用

接口分析

3.1、GatewayFilter–网关路由过滤器
源码：

/**
 * 网关路由过滤器，
 * Contract for interception-style, chained processing of Web requests that may
 * be used to implement cross-cutting, application-agnostic requirements such
 * as security, timeouts, and others. Specific to a Gateway
 *
 */
public interface GatewayFilter extends ShortcutConfigurable {

    String NAME_KEY = "name";
    String VALUE_KEY = "value";

    /**
     *  过滤器执行方法
     * Process the Web request and (optionally) delegate to the next
     * {@code WebFilter} through the given {@link GatewayFilterChain}.
     * @param exchange the current server exchange
     * @param chain provides a way to delegate to the next filter
     * @return {@code Mono<Void>} to indicate when request processing is complete
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);

}

网关过滤器接口，有且只有一个方法filter，执行当前过滤器，并在此方法中决定过滤器链表是否继续往下执行。
我们讲解两个实现GatewayFilter的类
3.1.1、OrderedGatewayFilter–排序
源码：

/**
 * 排序的网关路由过滤器，用于包装真实的网关过滤器，已达到过滤器可排序
 */
public class OrderedGatewayFilter implements GatewayFilter, Ordered {

    //目标过滤器
    private final GatewayFilter delegate;
    //排序字段
    private final int order;

    public OrderedGatewayFilter(GatewayFilter delegate, int order) {
        this.delegate = delegate;
        this.order = order;
    }

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        return this.delegate.filter(exchange, chain);
    }
}

OrderedGatewayFilter实现类主要目的是为了将目标过滤器包装成可排序的对象类型。是目标过滤器的包装类
3.1.2、GatewayFilterAdapter–适配器
源码：

/**
     * 全局过滤器的包装类，将全局路由包装成统一的网关过滤器
     */
    private static class GatewayFilterAdapter implements GatewayFilter {

        /**
         * 全局过滤器
         */
        private final GlobalFilter delegate;

        public GatewayFilterAdapter(GlobalFilter delegate) {
            this.delegate = delegate;
        }

        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
            return this.delegate.filter(exchange, chain);
        }
    }

GatewayFilterAdapter实现类主要目的是为了将GlobalFilter过滤器包装成GatewayFilter类型的对应。是GlobalFilter过滤器的包装类。
3.2、GlobalFilter–全局过滤器
全局过滤器全家桶：

全局过滤器不需要配置只需要添加@component注解就可以加载，并作用域所有路由上！
当然我们也可以通过源码来解读其加载过程：
3.2.1、初始化加载，通过GatewayAutoConfiguration自动创建。

//GatewayAutoConfiguration 类
        /**
         * 全局过滤器，用户通过HttpClient转发请求
         */
        @Bean
        public NettyRoutingFilter routingFilter(HttpClient httpClient,
                                                ObjectProvider<List<HttpHeadersFilter>> headersFilters) {
            return new NettyRoutingFilter(httpClient, headersFilters);
        }

        /**
         * 全局的过滤器，用户将HttpClient客户端转发请求的响应写入到原始的请求响应中
         */
        @Bean
        public NettyWriteResponseFilter nettyWriteResponseFilter(GatewayProperties properties) {
            return new NettyWriteResponseFilter(properties.getStreamingMediaTypes());
        }
        
//GatewayLoadBalancerClientAutoConfiguration 类
    /**
     * 全局过滤器，用于在通过负载均衡客户端选择服务实例信息
     */
    @Bean
    @ConditionalOnBean(LoadBalancerClient.class)
    public LoadBalancerClientFilter loadBalancerClientFilter(LoadBalancerClient client) {
        return new LoadBalancerClientFilter(client);
    }

3.2.2、FilteringWebHandler将GlobalFilter转化成GatewayFilter并生成DefaultGatewayFilterChain（对其进行运行顺序的排序）

//FilteringWebHandler类
    /**
     * 包装加载全局的过滤器，将全局过滤器包装成GatewayFilter
     */
    private static List<GatewayFilter> loadFilters(List<GlobalFilter> filters) {
        return filters.stream()
                .map(filter -> {
                    //将所有的全局过滤器包装成网关过滤器
                    GatewayFilterAdapter gatewayFilter = new GatewayFilterAdapter(filter);
                    //判断全局过滤器是否实现了可排序接口
                    if (filter instanceof Ordered) {
                        int order = ((Ordered) filter).getOrder();
                        //包装成可排序的网关过滤器
                        return new OrderedGatewayFilter(gatewayFilter, order);
                    }
                    return gatewayFilter;
                }).collect(Collectors.toList());
    }
    @Override
    public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
        //获取请求上下文设置的路由实例
        Route route = exchange.getRequiredAttribute(GATEWAY_ROUTE_ATTR);
        //获取路由定义下的网关过滤器集合
        List<GatewayFilter> gatewayFilters = route.getFilters();

        //组合全局的过滤器与路由配置的过滤器
        List<GatewayFilter> combined = new ArrayList<>(this.globalFilters);
        //添加路由配置过滤器到集合尾部
        combined.addAll(gatewayFilters);
        //对过滤器进行排序
        //TODO: needed or cached?
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(combined);

        logger.debug("Sorted gatewayFilterFactories: "+ combined);
        //创建过滤器链表对其进行链式调用
        return new DefaultGatewayFilterChain(combined).filter(exchange);
    }

3.3、GatewayFilterChain–网关过滤链表
源码：

/**
 * 网关过滤链表接口
 * 用于过滤器的链式调用
 */
public interface GatewayFilterChain {

    /**
     *  链表启动调用入口方法*/
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange);

}

实现类：DefaultGatewayFilterChain

/**
     * 网关过滤的链表，用于过滤器的链式调用
     * 过滤器链表接口的默认实现，
     * 包含2个构建函数：
     *  1.集合参数构建用于初始化吧构建链表
     *  2. index，parent参数用于构建当前执行过滤对应的下次执行的链表 
     */
    private static class DefaultGatewayFilterChain implements GatewayFilterChain {

        /**
         * 当前过滤执行过滤器在集合中索引
         */
        private final int index;
        /**
         * 过滤器集合
         */
        private final List<GatewayFilter> filters;

        public DefaultGatewayFilterChain(List<GatewayFilter> filters) {
            this.filters = filters;
            this.index = 0;
        }

        /**
         * 构建
         * @param parent 上一个执行过滤器对应的FilterChain
         * @param index  当前要执行过滤器的索引
         */
        private DefaultGatewayFilterChain(DefaultGatewayFilterChain parent, int index) {
            this.filters = parent.getFilters();
            this.index = index;
        }

        public List<GatewayFilter> getFilters() {
            return filters;
        }

        /**
         * @param exchange the current server exchange
         * @return
         */
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange) {
            return Mono.defer(() -> {
                if (this.index < filters.size()) {
                    //获取当前索引的过滤器
                    GatewayFilter filter = filters.get(this.index);
                    //构建当前索引的下一个过滤器的FilterChain
                    DefaultGatewayFilterChain chain = new DefaultGatewayFilterChain(this, this.index + 1);
                    //调用过滤器的filter方法执行过滤器
                    return filter.filter(exchange, chain);
                } else {
                    //当前索引大于等于过滤集合大小，标识所有链表都已执行完毕，返回空
                    return Mono.empty(); // complete
                }
            });
        }
    }

Spring-Cloud-Gateway的过滤器接口分为两种：

GlobalFilter : 全局过滤器，不需要在配置文件中配置，作用在所有的路由上，最终通过GatewayFilterAdapter包装成GatewayFilterChain可识别的过滤器

GatewayFilter : 需要通过spring.cloud.routes.filters 配置在具体路由下，只作用在当前路由上或通过spring.cloud.default-filters配置在全局，作用在所有路由上。

四、通过配置文件生成过滤器

4.1核心GatewayFilterFactory
通过过滤器定义(FilterDefinition)转换过滤器(GatewayFilter)的部分,在RouteDefinitionRouteLocator类中源码如下：

/**
     * 加载过滤器，根据过滤器的定义加载
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private List<GatewayFilter> loadGatewayFilters(String id, List<FilterDefinition> filterDefinitions) {
        //遍历过滤器定义，将过滤器定义转换成对应的过滤器
        List<GatewayFilter> filters = filterDefinitions.stream()
                .map(definition -> {
                    //通过过滤器定义名称获取过滤器创建工厂
                    GatewayFilterFactory factory = this.gatewayFilterFactories.get(definition.getName());
                    if (factory == null) {
                        throw new IllegalArgumentException("Unable to find GatewayFilterFactory with name " + definition.getName());
                    }
                    //获取参数
                    Map<String, String> args = definition.getArgs();
                    if (logger.isDebugEnabled()) {
                        logger.debug("RouteDefinition " + id + " applying filter " + args + " to " + definition.getName());
                    }

                    //根据args组装配置信息
                    Map<String, Object> properties = factory.shortcutType().normalize(args, factory, this.parser, this.beanFactory);
                    //构建过滤器创建配置信息
                    Object configuration = factory.newConfig();
                    ConfigurationUtils.bind(configuration, properties,
                            factory.shortcutFieldPrefix(), definition.getName(), validator);

                    //通过过滤器工厂创建GatewayFilter
                    GatewayFilter gatewayFilter = factory.apply(configuration);
                    if (this.publisher != null) {
                        //发布事件
                        this.publisher.publishEvent(new FilterArgsEvent(this, id, properties));
                    }
                    return gatewayFilter;
                })
                .collect(Collectors.toList());

        ArrayList<GatewayFilter> ordered = new ArrayList<>(filters.size());
        //包装过滤器使其所有过滤器继承Ordered属性，可进行排序
        for (int i = 0; i < filters.size(); i++) {
            GatewayFilter gatewayFilter = filters.get(i);
            if (gatewayFilter instanceof Ordered) {
                ordered.add(gatewayFilter);
            }
            else {
                ordered.add(new OrderedGatewayFilter(gatewayFilter, i + 1));
            }
        }

        return ordered;
    }

    /**
     * 获取RouteDefinition中的过滤器集合
     */
    private List<GatewayFilter> getFilters(RouteDefinition routeDefinition) {
        List<GatewayFilter> filters = new ArrayList<>();

        //校验gatewayProperties是否含义默认的过滤器集合
        //TODO: support option to apply defaults after route specific filters?
        if (!this.gatewayProperties.getDefaultFilters().isEmpty()) {
            //加载全局配置的默认过滤器集合
            filters.addAll(loadGatewayFilters("defaultFilters",
                    this.gatewayProperties.getDefaultFilters()));
        }

        if (!routeDefinition.getFilters().isEmpty()) {
            //加载路由定义中的过滤器集合
            filters.addAll(loadGatewayFilters(routeDefinition.getId(), routeDefinition.getFilters()));
        }

        //排序
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(filters);
        return filters;
    }

• getFilters方法 合并配置中的全局过滤器与路由自身配置的过滤器，并对其排序（全局配置过滤器信息通过gatewayProperties.getDefaultFilters()获取）
• loadGatewayFilters 依次遍历路由定义下的FilterDefinition并将其通过对应的GatewayFilterFactory转换为GatewayFilter对象。
  4.1.1GatewayFilterFactory配置过滤器创建工厂创建GatewayFilter对象
  默认内置很多GatewayFilterFactory实现类，用于创建作用不同的网关过滤器。
  
  4.1.2、AddResponseHeaderGatewayFilterFactory 创建解析

/**
 *
 * 响应header添加数据过滤器
 * 用户在response header中添加配置数据
 */
public class AddResponseHeaderGatewayFilterFactory extends AbstractNameValueGatewayFilterFactory {

    @Override
    public GatewayFilter apply(NameValueConfig config) {
        return (exchange, chain) -> {
            //获取Response并将配置的数据添加到header中
            exchange.getResponse().getHeaders().add(config.getName(), config.getValue());

            return chain.filter(exchange);
        };
    }
}。

例如：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
      - AddResponseHeader=X-Response-Default-Foo, Default-Bar

1AddResponseHeader=X-Response-Default-Foo, Default-Bar 会被解析成FilterDefinition对象 （name =AddResponseHeader ，args= [X-Response-Default-Foo,Default-Bar]）
2通FilterDefinition的Name找到AddResponseHeaderGatewayFilterFactory工厂
3通过FilterDefinition 的args 创建Config对象（name=X-Response-Default-Foo,value=Default-Bar）
4通过 AddResponseHeaderGatewayFilterFactory工厂的apply方法传入config创建GatewayFilter对象。

扩展：
Spring中Ordered接口
Spring中提供了一个Ordered接口。Ordered接口，顾名思义，就是用来排序的。Spring是一个大量使用策略设计模式的框架，这意味着有很多相同接口的实现类，那么必定会有优先级的问题。于是，Spring就提供了Ordered这个接口，来处理相同接口实现类的优先级问题。
ordered源码：

public interface Ordered {
  
    int HIGHEST_PRECEDENCE = Integer.MIN_VALUE;

    int LOWEST_PRECEDENCE = Integer.MAX_VALUE;

    int getOrder();
  
}

只有1个方法：getOrder()； 2个变量：最高级(数值最小)和最低级(数值最大)。
order是通过OrderComparator类进行比较的，源码：

public int compare(Object o1, Object o2) {
  boolean p1 = (o1 instanceof PriorityOrdered);
  boolean p2 = (o2 instanceof PriorityOrdered);
  if (p1 && !p2) {
  	return -1;
  }
  else if (p2 && !p1) {
	return 1;
  }

  int i1 = getOrder(o1);
  int i2 = getOrder(o2);
  return (i1 < i2) ? -1 : (i1 > i2) ? 1 : 0;  
}

总结：
OrderComparator比较器进行排序的时候，若2个对象中有一个对象实现了PriorityOrdered接口，那么这个对象的优先级更高。
若2个对象都是PriorityOrdered或Ordered接口的实现类，那么比较Ordered接口的getOrder方法得到order值，值越低，优先级越高。

参考文章：spring cloud gateway-过滤器GatewayFilter、GlobalFilter、GatewayFilterChain、作用、生命周期、GatewayFilterFactory内置过滤器